(57)【要約】【課題】燃料電池から発生する水蒸気の排出問題を解決する凝縮器を提供する。【解決手段】燃料電池からの排気を凝縮器１のケーシング１０の側壁に設けた吸気口１０２より導入し、放熱フィンからなる放熱部材１２によって構成される螺旋状の流路に沿って導き、流路終端の排気口１０４より排出する。  燃料電池からの排気中に含まれる水蒸気は、放熱部材により冷却されて凝縮し、放熱部材間の間隙を経てケーシング底部に収集され、排水口１０６より排出される。  排気口には、通気性で且つ非通液性のフィルターを設けて余剰の凝縮水の排出を防止する。【選択図】  図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部収容空間を備えた密封構造からなるケーシング及び複数の放熱部材からなり、
該ケーシングには吸気口、排気口及び排水口を設けると共に、
前記複数の放熱部材を、吸気口を起点とし、排気口を終点とする螺旋状の排気流路を構成するように該ケーシング内に配列し、
排水口は、これらの下方に配置した、
ことを特徴とする燃料電池の凝縮器。
【請求項２】
前記放熱部材は、前記ケーシングの内壁上に直立し、前記放熱部材間には短い間隔が設けられたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項３】
さらに、通気性かつ非通液性の膜を備え、該通気性かつ非通液性の膜は前記排気口を被覆することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項４】
前記吸気口は、前記ケーシングの側壁に設置されることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項５】
前記排気口は、前記ケーシングの側壁に設置されることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項６】
前記排水口は、前記ケーシングの底壁に配列されることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項７】
前記放熱部材は、放熱フィンであることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項８】
前記ケーシングは、熱伝導材料であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項９】
前記熱伝導材料は、金属材料であることを特徴とする請求項８記載の燃料電池の凝縮器。
【請求項１０】
前記短い間隔は、その範囲が０．５ｍｍ〜３ｍｍの間であることを特徴とする請求項２記載の燃料電池の凝縮器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、燃料電池装置から排出される排気中の水分の凝縮器に関し、特に燃料電池の電気化学反応において発生する水蒸気の排出問題を解決できる凝縮器に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料および酸化剤中に存在する化学エネルギーを電極反応を通じて直接電気エネルギーに転化する発電装置である。現在燃料電池の種類は非常に多く、電解質の性質の違いによって、アルカリ型、リン酸型、固体高分子型、溶融炭酸塩型および固体電解質型の五種類に分類される。
【０００３】
燃料電池は、ここ数年である程度の発展を遂げたが、商業化に関しては、全体の効率、低出力密度、水管理、熱管理、小型化およびコストなどの技術的な大きな壁がまだ存在する。
【０００４】
現在、多くの燃料電池は電気化学反応によって、水が生成し、水に関するこの課題を如何に処理するかは燃料電池の設計において、解決しなければならない事項の一つである。
【０００５】
そこで、本考案の考案者は従来技術の燃料電池の水の処理における改良の必要に鑑み、燃料電池の水排出の問題を効果的に解決できる技術を創出した。
【特許文献１】特表２００５−５３６７０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の主な目的は、燃料電池から発生する水蒸気を凝縮させる燃料電池装置の凝縮器を提供することにある。
本考案の第２の目的は、燃料電池から発生する水蒸気を捕獲し、水蒸気を凝縮器内部に制限する燃料電池装置の凝縮器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本考案は燃料電池の凝縮器を提供するものであり、少なくとも一つ以上の放熱部材およびケーシングを備える。放熱部材はケーシングの内部収容室に設置され、螺旋状の流路を形成する。ケーシングは内部収容室を備えた密封構造であり、一つの吸気口、一つの排気口および少なくとも一つ以上の排水口を備える。吸気口は流路の起点に位置し、排気口は流路の終点に位置し、排水口は放熱部材の下方に位置する。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の長所として、本考案の凝縮器は燃料電池装置から発生した水蒸気を凝縮し、捕獲した水蒸気を全て凝縮器の内部収容室に制限し、燃料電池装置から発生した水蒸気を任意に排出させない。
本考案のもう一つの特徴として、放熱部材によって形成される螺旋状流路によって、放熱部材は非常に大きな放熱面積を備えるので、凝縮器が水蒸気の凝縮に必要な時間を大幅に短縮できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案の目的、特徴および効果を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本考案の燃料電池の凝縮器１を示す断面図である。図１に示すように、本考案の凝縮器１はケーシング１０および少なくとも一つ以上の放熱部材１２を備える。さらに詳しく見るために、図２は本考案の燃料電池の凝縮器１のケーシング１０を示す分解図である。図３は、本考案の燃料電池の凝縮器１の放熱部材１２を示す斜視図である。
【００１１】
図２に示すように、ケーシング１０は、内部収容室１００を備えた密封構造であり、一つの吸気口１０２、一つの排気口１０４および少なくとも一つ以上の排水口１０６を備える。ケーシング１０は、例えば箱型の密封構造を採用することができる。吸気口１０２は直接または管によって燃料電池装置（図示せず）の気体の出口と接続される。吸気口１０２および排気口１０４はそれぞれケーシング１０の異なる側壁に設置することができる。
【００１２】
直接エタノール燃料電池装置を例として説明を行う。直接エタノール燃料電池装置から発生した水蒸気は吸気口１０２から凝縮器１の内部に進入する。排水口１０６は放熱部材１２の下方に位置し、水蒸気は放熱部材１２によって冷却され、凝縮したその凝縮水を排水口１０６から凝縮器１外部に流出させることができる。
【００１３】
図２に示すように、本考案の凝縮器１はさらに通気性であって、かつ非通液性の膜１０８を備えることができる。通気性かつ非通液性の膜１０８は、排気口１０４を緊密に被覆させることができる。
【００１４】
図３に示すように、本考案の放熱部材１２はケーシング１０の内部収容室１００に設置され、放熱部材１２の配列方式によって螺旋状の流路（図４を参照）が形成される。本考案の凝縮器１は、吸気口１０２が流路の起点に配置され、排気口１０４が流路の終点に配置される。図１から分かるように、放熱部材１２はケーシング１０内壁に直立する実施方式によって内部収容室１００内に設置される。また、図３に示すように、放熱部材１２間（点線円１２０によって示す位置）には短い間隙が形成され、その目的は、凝縮水を通過させ、スムーズにケーシング１０の底壁に流し、最後に凝縮水を排水口１０６からケーシング１０外部に流出させることである。当然、回収された凝縮水は燃料電池に再利用することができる。上述の短い距離の適当な距離は０．５ｍｍ〜３ｍｍの間である。
【００１５】
図４は、本考案の燃料電池の凝縮器を示す横断面図である。図４は気体の水分子３０（矢印で表す）が放熱部材１２によって形成される螺旋状の流路内を移動する状態を表すものである。吸気口１０２から進入した水分子３０は、螺旋状の流路を通過した後、排気口１０４から排出される必要があるので、水分子３０の通過過程において、水分子３０は、放熱部材１２の放熱作用を必ず受ける。また、放熱部材１２の螺旋状の流路は非常に大きな放熱面積を形成するので、本考案の凝縮器１の凝縮効果は非常に優れる。このとき、放熱部材１２には温度差が発生し、水分は、面積の大きな放熱面で迅速に凝縮され、その後、放熱部材１２の隙間を通過して最後に内部収容室１００の底端に集められる。
【００１６】
本考案の凝縮器１の凝縮効果を高めるために、凝縮器１のケーシング１０の材質は熱伝導材料（例えば金属材料）により形成する。放熱部材１２は、放熱フィンを採用する。また、本考案の凝縮器１は単一の燃料電池にも燃料電池スタックにも適用できる。
【００１７】
本考案の長所として、本考案の凝縮器は燃料電池装置から発生した水蒸気を凝縮し、捕獲した水蒸気を全て凝縮器１の内部収容室１００に制限し、燃料電池装置から発生した水蒸気を任意に排出させない。
【００１８】
本考案のもう一つの特徴として、放熱部材１２によって形成される螺旋状流路によって、放熱部材１２は非常に大きな放熱面積を備えるので、凝縮器１による水蒸気の凝縮に必要な時間を大幅に短縮できる。
【００１９】
本考案の具体的な実施例をすでに開示したが、開示された具体的な実施例は本考案を制限するものではなく、当該技術に熟知するものは本考案の主旨を逸脱しない範囲において各種の変更および修飾を行うことができ、それらは全て本考案に含まれ、本考案の保護範囲は実用新案登録請求の範囲の記載内容に準ずる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の燃料電池の凝縮器を示す断面図である。
【図２】本考案の燃料電池の凝縮器のケーシングを示す分解図である。
【図３】本考案の燃料電池の凝縮器の放熱部材を示す斜視図である。
【図４】本考案の燃料電池の凝縮器を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１      凝縮器
１０    ケーシング
１００  内部収容室
１０２  吸気口
１０４  排気口
１０６  排水口
１０８  通気性かつ非通液性の膜
１２    放熱部材
１２０  点線円
３０    水分子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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